МАДРІД, 23 травня. (EUROPA PRESS) -
Порушення роботи наших внутрішніх годинників, мабуть, відіграє важливу роль у вибуху метаболічних захворювань, що спостерігалися протягом останніх десятиліть, зокрема, діабету. Насправді, якщо значення чергування дня та ночі на вплив інсуліну та на управління глікемією в організмі починає бути відомим, що відбувається із задіяними механізмами? Як організм синхронізує свої годинники?
Розуміючи, як мозок зв’язує вплив інсуліну зі світлом, дослідники із Женевського університету (UNIGE), Швейцарія, розшифровують, як коливається чутливість до інсуліну відповідно до циркадних циклів, а також до відповідних органів. В основі його відкриття лежать нейрони вентромедіального ядра гіпоталамуса - частини мозку, яка контролює цей делікатний баланс.
Ці результати, докладно викладені у статті про роботу, опубліковану в журналі Cell Reports, також повинні спонукати хворих на цукровий діабет та їхніх лікарів розглянути найкращий час прийому інсуліну для належного контролю його ефекту та обмеження ризику гіпоглікемії.
Баланс між секрецією та дією гормонів необхідний для нормального функціонування організму. Отже, секреція різних гормонів, включаючи інсулін, змінюється протягом 24 годин, і будь-яка зміна цієї швидкості схильна до метаболічних захворювань.
Для синхронізації організм враховує два найважливіші елементи: чергування світла і темряви, а також харчування та посту. Насправді світло, що сприймається нейронами сітківки, передається в мозок, який, у свою чергу, регулює периферичні годинники, розташовані в різних частинах тіла.
"Наша гіпотеза полягала в тому, що чутливість до інсуліну змінювалася залежно від 24-годинного щоденного циклу, а також залежно від тканин. Як ми вже знали, що деякі нейрони в ядрі вентромедіального гіпоталамуса (VMH) - області гіпоталамуса - контролюють вихід симпатичної нервової системи до скелетних м'язів у мишей, ми спостерігали ці нейрони, звані нейронами VMH SF1, для регулювання дії інсуліну в цій тканині ", пояснює директор цієї роботи Роберто Коппарі, професор Центру діабету ім. Медичний факультет UNIGE.
ВІД МОЗКА ДО ОРГАНІВ: РІЗНІ МЕХАНІЗМИ ЗА ТКАНИНАМИ
Спочатку вчені провели комплексну оцінку дії інсуліну на різні тканини мишей (м’язи шлунково-кишкового та підошвового м’язів, розташовані в нозі, жировій тканині та печінці) та спостерігали значні зміни у всіх задіяних тканинах. Утримуючи гризунів у циклі 12 годин світла та 12 годин темряви, чутливість до інсуліну була логічно найнижчою у період відпочинку.
Потім вони повторили ті самі вимірювання у тварин, у яких ген SIRT1 (ген, пов'язаний з регуляцією молекулярних компонентів центрального годинника) був видалений лише в декількох тисячах нейронів VMH SF1. "Насправді ми вже знали, що миші із зміною цього гена в нейронах VMH SF1 схильні до інсулінорезистентності. Але за яким механізмом?", Пояснює перший автор цього дослідження Джорджо Рамадорі, дослідник Центру діабету.
Модулюючи час впливу світла, вчені продемонстрували, що ген SIRT1 нейронів VMH SF1 відіграє ключову роль у дії інсуліну на шлунково-м'язовий м'яз, "але не в інших тканинах", аналізує Роберто Коппарі. "Це вчить нас двом речам: з одного боку, різним нейронам доручається передавати входи циклу світла/темряви різним органам, але з іншого боку, порушити лише один із цих регуляторних шляхів досить, щоб збільшити рівень ризик розвитку діабету ".
Щоб краще оцінити вплив світла на чутливість тканин до інсуліну, дослідники вимірювали інсулін-індуковане поглинання глюкози. Виявляється, невеликих порушень у вході фототику (наприклад, однієї години впливу світла в середині темного циклу або видалення світла протягом двох днів) достатньо, щоб викликати негативний ефект.
Насправді більший чи менший вплив світла може глибоко вплинути на чутливість тканин до інсуліну, і зміни цього механізму, навіть якщо він мінімальний, є достатнім для значного порушення метаболічного гомеостазу. Це пояснювало б, чому люди, які потрапляють під вплив світла в неналежний час (наприклад, працівники зі зміною структури), частіше розвивають метаболічні захворювання (наприклад, діабет).
ВРАХУЙТЕ ЧАС ДНЯ
Сьогодні у світі понад 450 мільйонів людей страждають на діабет, і багато з них потребують щоденних ін’єкцій інсуліну. Коли ендогенний інсулін не виробляється в достатній кількості, як у людей з діабетом 1 типу, терапія є єдиним доступним засобом лікування, але такий підхід не позбавлений ризиків, включаючи потенційно важку гіпоглікемію, яка може призвести до коми і навіть смерті.
"На практиці кількість інсуліну, що вводиться пацієнтам, розраховується на основі споживання вуглеводів", - говорить Роберто Коппарі. Якщо, як показують наші результати, чутливість до інсуліну змінюється залежно від часу доби та циркадного ритму людей, цей параметр необхідно враховувати, щоб пацієнти краще управляли своїм лікуванням та обмежували ризики. "Крім інсуліну, вплив часу доби на ефективність медикаментозного лікування слід вивчати набагато ширше", - підсумовує він.